高准直太阳光模拟器在精密光学测试中的应用

高准直太阳光模拟器是一种专门设计用于在实验室环境中高精度模拟太阳光的设备。其核心目标不只是产生与太阳光相似的光谱（特别是在可见光和紫外光部分），更重要的是通过高准直度的光束，精确模拟太阳光在日地距离（约1.5亿公里）下到达地球的近似平行光特性。Luminbox 的高准直太阳光模拟器，以卓越的光谱还原能力和高准直光束输出，可为精密光学测试提供稳定可靠的实验环境。

高准直太阳光模拟器的组成

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氙灯高准直太阳光模拟器截面示意图

光源系统：常用氙灯、金属卤化物灯及LED 光源。氙灯具备高能量密度，适用于大面积、高辐照度测试；LED 光源则以光谱纯净、寿命长的特点，满足小尺寸精密元件测试需求。

准直光学系统：由非球面透镜与抛物面反射镜组成，通过多级光学矫正，将光束发散角控制在0.1° 以内，实现近乎平行的光束输出。

光谱调整系统：采用多层干涉滤光片，依据ASTM E927 标准，可快速切换 AM0（太空光谱）、AM1.5G（地面标准光谱）等模式，确保光谱匹配精度达到 AAA 级。

高准直太阳光模拟器的工作原理

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高能高准直性太阳模拟器

高准直太阳光模拟器的工作原理主要是通过光源、准直光学系统和光谱调整系统的协同工作，以此实现太阳光光谱与准直度的模拟。其运作过程中，光源产生光束，经准直光学系统处理为高准直光束，再通过光谱调整系统，最终输出与太阳光相似的光谱。

光源是模拟器性能的关键影响因素。常用的氙灯、金属卤化物灯等，因其光谱特性与太阳光高度相近，成为高准直太阳光模拟器的理想选择。这些光源可产生覆盖紫外、可见光和近红外波段的复合光，为模拟提供基础光谱。

准直光学系统由透镜与反射镜构成，承担将光束转化为高准直度的重要任务。其中，透镜初步汇聚光线，反射镜进一步校准光束方向，二者配合使光束达到高准直状态，模拟太阳光在大气中传播的远场特性。

在精密光学测试中的典型应用

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光学精密测量图

1.光学元件性能测试

在镜头、棱镜等光学元件检测中，高准直模拟器模拟无穷远目标光源，可精确测量元件的像差、畸变与透射率。

2.光电器件研发测试

在太阳能电池效率评估中，高准直模拟器的稳定辐照度（1000W/m²±2%）与标准光谱，能准确测定电池的短路电流、填充因子等参数。

3.材料光物理特性研究

在光催化材料研发中，高准直模拟器通过调节光束入射角与光谱成分，模拟不同纬度、时段的太阳光，研究材料表面的光化学反应动力学。

高准直太阳光模拟器的技术优势

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可控性强：可自由调节光谱、辐照度、照射时间，消除环境因素干扰；

重复性高：同一测试条件可无限次复现，确保实验数据可追溯；

应用灵活：通过更换光源与滤光片，适配从实验室研发到产业化测试的全流程需求。

从实验室的前沿研究到产业的实际应用，高准直太阳光模拟器正在重塑光学测试的标准。未来，随着行业对光学测试精度要求的进一步提升，Luminbox也将继续深化技术迭代，推动高准直太阳光模拟器向更高精度与多环境耦合方向演进，为精密测试领域构建可量化的光学基准平台。

Luminbox 全光谱准直型太阳光模拟器

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Luminbox 全光谱准直型太阳光模拟器为跨行业材料提供高精度老化测试与性能验证，能精准模拟自然光环境，支持光谱/ 亮度 / 色温调控。

全光谱覆盖：350nm-1100nm 光谱，贴近自然光权重

高动态亮度：2 米处 20,000-150,000Lux，满足 HUD 亮度响应测试

强光抗扰验证：直射模拟复现图像模糊/ 重影问题场景

多场景适应：支持日间/ 夜间 / 隧道等光照动态切换测试

Luminbox 全光谱准直型太阳光模拟器以精密光学的工程化应用，可有效缩短从基础研究到工业验证的周期，为材料化学迭代提供了可靠的“人工太阳” 测试。将实验室级创新转化为产业化能力，助力能源材料、环境技术、航空航天等领域的技术革新。